Copa Federación
Esta competición se disputó en dos épocas distintas; una a mediados de los años cuarenta, y otra desde la temporada 1993-1994 hasta nuestros días. En su primera etapa, participaban en ella los equipos de Tercera División que lo desearan junto con los campeones de Primera Regional. La finalidad de este torneo era que completasen fechas aquellos equipos que no se clasificaban para las diferentes fases de ascenso.

La primera edición se disputó en 1945, con la presencia del Fábrica Nacional de Palencia. Se disputó por eliminatorias a doble partido, primando en ellas la proximidad geográfica. En la primera ronda correspondió a los morados enfrentarse a la Gimnástica Segoviana, que se impuso en la ida por 2-0. En la vuelta, el Palencia no tuvo dificultades para remontar, igualando la eliminatoria en media hora y finalizando con un 4-0. Correspondió enfrentarse a continuación al Atlético Zamora, y nuevamente perdieron los morados por 2-0 en la ida. La Balastera volvió a ser testigo de una remontada, que esta vez se quedó en 3-0. El siguiente rival fue el Real Valladolid, que arrancó un empate a cero de La Balastera en un flojo partido y sentenció en la vuelta con una victoria por 4-0, mientras en la grada tenían lugar numerosos enfrentamientos entre grupos de las dos hinchadas.

Un año después, volvió a participar el Fábrica Nacional en esta competición, cuya primera fase se disputó esta vez por el sistema de Liga, con la participación de la Gimnástica Segoviana, el Atlético Zamora, el Ávila, el Béjar y el Alas de Valladolid, este último de Regional. Los morados ganaron todos sus partidos de casa, excepto el que les enfrentó a los segovianos, que se llevaron un empate a uno, pero perdieron todos los disputados a domicilio, finalizando en quinta posición, sólo por delante del Alas. Se clasificaron para la siguiente fase la Gimnástica Segoviana, campeón, y el Atlético Zamora, subcampeón.

Tuvieron que pasar más de cincuenta años para volver a ver al Palencia en Copa Federación, ya bajo el formato actual. Fue en la temporada 1997-1998, y los morados, en Tercera, se vieron las caras en la fase regional con la Cultural Leonesa de Segunda B. Se jugó la ida en La Balastera y un gol de Molinero fue suficiente para cosechar una victoria, que resultó insuficiente, ya que en la vuelta vencieron los leoneses por 4-0, después de que en el minuto 4 se adelantaran en el marcador gracias a un penalti que supuso además la expulsión de Félix.

En la temporada 2001-2002 el Palencia cayó en primera ronda de Copa del Rey ante el Marino de Luanco, y eso obligó a participar en la fase nacional de la Copa Federación, teniendo como rival al Tordesillas, al que se eliminó con una doble victoria, por 0-1 en la ida y 2-0 en la vuelta. En cuartos de final correspondió enfrentarse al Celta B, venciendo con un esperanzador 4-2 en La Balastera, que no se vio refrendado en la vuelta al perder por 3-0 en Vigo, en un partido en el que se alinearon numerosos suplentes.

En la temporada 2002-2003 el Palencia se inscribió en la fase regional, junto con Guijuelo, La Bañeza y Tordesillas. En semifinales, los morados eliminaron a los vallisoletanos, después de empatar a uno en La Balastera y vencer por 0-1 en el partido de vuelta. A la final pasó también La Bañeza, que se proclamó campeón tras ganar los dos partidos, 1-2 en Palencia y 3-1 en La Bañeza.

Un año después, la eliminación en Copa del Rey ante la Cultural Leonesa volvió a enviar al Palencia a la Copa Federación. En octavos de final se eliminó al Racing B, tras perder por 2-1 en La Albericia y remontar con un 3-1 en La Balastera. En cuartos de final el rival fue el Sporting B, que derrotó a los morados por 1-0 en Mareo y se clasificó para semifinales empatando a cero en el partido de vuelta.

Por último, en la temporada 2008-2009, tras el descenso a Tercera, volvió a participar el club morado en la fase regional, junto con Guijuelo, Burgos, Astorga y Huracán Z. La imprevisión de la Federación Regional obligó a que las eliminatorias se jugasen a partido único, correspondiendo a los morados visitar al Astorga en la eliminatoria previa, que se saldó con un rotundo triunfo por 0-4. El partido de semifinales se celebró en La Balastera y el rival fue el Huracán Z, que consiguió una sorprendente victoria por 0-1.

Copa de la Liga
Esta competición se disputó entre 1983 y 1987, en diferentes categorías, con el aliciente de que el campeón de la Copa de la Liga de Primera división se clasificaba para jugar la Copa de la UEFA, mientras los campeones de Segunda, Segunda B y Tercera ganaban el derecho a jugar la de Primera división la temporada siguiente.

En 1983, con el Palencia C.F. en Segunda División, correspondió jugar la eliminatoria contra el Deportivo de La Coruña. El club morado se quedó sin jugadores una semana antes, al haber solicitado estos la baja por impagos, y decidió presentarse con los del Cristo Olímpico. Pero el Deportivo reclamó ante la Federación y esta falló a favor de los gallegos, que pasaron automáticamente a la siguiente ronda.

Un año más tarde, los morados volvieron a participar en la Copa de la Liga de Segunda División, correspondiéndoles jugar una ronda previa frente al Real Oviedo. La ida se jugó cinco días antes del trascendental partido ante el Castilla, en el que el Palencia se jugaba la continuidad en Segunda A, por lo que se desplazó a Asturias con un once integrado por juveniles y jugadores del Cristo Olímpico, que acabaron perdiendo por 6-0. La vuelta se jugó ocho días después, con el Palencia ya descendido, y se saldó con una victoria por 1-0, siendo la única nota destacada la reaparición de Mediavilla después de un año lesionado.